不锈钢化学与电化学蚀刻法主要有以下几种:


1. 照相感光蚀刻法


 用一次性感光膜涂覆在不锈钢表面上,然后覆上有花纹的底片,进行曝光,然后进行显影,即在不锈钢上形成花纹抗蚀膜,然后在腐蚀液中进行蚀刻,达到预期的蚀刻效果。


 ①. 不锈钢量尺的蚀刻,即用照相感光蚀刻法,以三氯化铁为蚀刻液,蚀刻后,再进行镀黑色镀层,形成清晰的有色刻度、数字和标记的不锈钢量尺。


 ②. 不锈钢笔杆、笔套上蚀花的半色调腐蚀成像工艺,其方法是将摄有图案连续调的负片,进行加网翻拍,成为由网点组成的半色调底片,将底片覆盖在已涂有感光膜的不锈钢笔杆、笔套上,然后将其插在可旋转的轴芯上旋转曝光。显影后在室温下用三氯化铁溶液蚀刻至0.02~0.03mm,最后镀黑或白铬,涂罩光涂料。


 ③. 不锈钢手表壳、表带通过照相蚀刻法形成凹凸面的图案,并在腐蚀的凹面部分着上彩色膜,或除去抗蚀膜后镀镍及金,得到具有良好装饰性的手表壳、表带。



2. 丝网印刷蚀刻法


  丝网印刷因制版、印刷简便,适于各种形状的表面,不受印刷数量多少的限制,成为目前国际上五大印刷工艺之一。随着丝网印版、丝印油墨及设备等技术的进步,丝印的精度越来越高,与照相感光蚀刻法一样,丝印蚀刻法在不锈钢标牌、装饰板等的生产中已得到广泛的应用。


  日本粟野秀记介绍在不锈钢表面用丝印方法形成带图纹的非导电性抗蚀膜,在45℃,40°Bé的三氯化铁溶液中将裸露部分的不锈钢蚀刻,深度为0.02~0.05mm,然后电解着色。


  日本中村三等介绍在SUS304不锈钢餐具上用丝网印刷各种耐酸的不同色彩的搪瓷玻璃料进行掩蔽腐蚀的方法,形成多色彩的花纹图案。



3. 平版胶印蚀刻法


与丝印相比,平版胶印的速度较快,抗蚀膜的印刷可用印铁流水线来完成,但适印范围较窄,印刷面积受到限制,且仅适用于厚度为0.15~0.30mm的薄不锈钢平版印刷蚀刻。


日本特许公报介绍了一种用于不锈钢胶印掩蔽蚀刻的油墨,该油墨是由酚醛树脂经5%~10%硝酸处理后制成的。普通的印铁油墨为改性醇酸树脂,也可作为抗蚀膜使用。



4. 印刷膜转移蚀刻法


李金题利用印刷膜转移法的原理提出一种在凹凸不锈钢制品上印刷花纹图案腐蚀的技术方案。先印制带有图案的薄纸,然后涂上一层均匀的桃胶,晾干后,再印刷一层抗腐蚀油墨在薄纸上形成印刷膜,然后把印刷膜转移到不锈钢工件表面,经过清水浸泡后,薄纸面脱落,但抗腐蚀油墨仍贴在不锈钢表面,经修饰后用三氯化铁溶液蚀刻形成花纹图案。



5. 丝网电解蚀刻法


  丝网电解蚀刻法是利用已制版的丝网印版紧贴于不锈钢工件表面作为抗蚀膜层,在丝网上涂布蚀刻液,然后以工件为阳极,以能覆盖图案的辅助电极为阴极进行电解蚀刻。丝网电解蚀刻SUS304 不锈钢,示意图见图10-11。蚀刻过程可交替变换电极极性,也可以使用交流或直流与交流交替进行蚀刻。丝网电解蚀刻法可省去印刷抗蚀油墨、烘干及腐蚀后除膜等工序,蚀刻速率快,可在几何形状复杂的表面进行局部蚀刻,特别适用于在产品上直接打标印。


图 11.jpg


电解蚀刻液一般含有硫酸、磷酸及盐酸等无机酸,以不锈钢工件为阳极,裸露部分的不锈钢表面腐蚀剥落,形成花纹图像。专利丝网电解蚀刻液及工作条件有下列几例。


 ①. 户信夫日本专利丝网电解蚀刻液


 硫酸(H2SO4)  10%  、阳极电流密度(DA)  3A/d㎡  、氯化钠(NaCl)  1%  、时间  30s 、聚丙烯酸钠  3%


 辅助电极手动移动。


 ②. 日本专利电解蚀刻除去不锈钢上的彩色膜


  不锈钢先经铬酸、硫酸着色,并经铬酸-硫酸溶液阴极坚膜处理,然后在硫酸与(或)磷酸和表面活性剂的溶液中进行阳极电解蚀刻,可得到平滑的蚀刻面。


 ③. 方琳专利快速深度电化学蚀刻液


  三氯化铁(FeCl3)  40%~60% (质量分数) 、水  余量  、电极   石墨


  盐酸(HCI)  1%~10%  、温度  20~35℃  、扩散剂JFC   0.01%~1.00%


  电流:先以Dk=0.1~0.5A/c㎡阴极极化1~2min,再以DA=0.6~1.0A/c㎡阳极极化50~60min。


  蚀刻过程用喷淋装置连续喷刷不锈钢表面。


 ④. 何积铨专利超微精细蚀刻方法


  三氯化铁(FeCl3)   1000mL  、 重铬酸钾(K2Cr2O7)   0.5%~1.0%  、盐酸(HCI)  40~50mL


 辅助电极  18-8SS  、硝酸(HNO3)   150~200mL  、阳极与阴极面积比   SA:SK=1:1


 电流:先以DK=0.5~1.0A/c㎡2阴极极化50~60min,再以DA=0.2~ 0.5A/c㎡阳极蚀刻。


 蚀刻过程不断搅拌蚀刻液。


 ⑤. 谭文武介绍了电解标印方法


  用同为孔版的蜡纸或透明薄膜等模版代替丝网,将电解标印设计成专用的电解标印仪。将辅助电极制成标印头(打标头),使刻印操作更为简便。电解蚀刻时随标印字符的多少变化自动调控电流与电压,使之保持电压12~36V,电流0~2A,蚀刻时间2~3s,蚀刻深度0.01~0.10mm,透明薄膜膜版的使用寿命达到上万次。据报道,瑞典奥斯汀标志系统公司在广州展示其专利产品电解腐蚀打标机,其原理及操作方法与上述电解标印完全一致。



6. 多层次蚀刻法


 多层次蚀刻法是通过系列的抗蚀涂膜和蚀刻步骤,获得不锈钢表面不同蚀刻深度的花纹图案的一种工艺方法。其工艺步骤为:


 ①. 在不锈钢表面形成第一层次的抗蚀膜,蚀刻、去膜;


 ②. 在上述不锈钢表面形成第二层次的抗蚀膜,再次蚀刻,去膜;


 ③. 最少有一部分第一层次和第二层次的蚀刻图纹互相覆盖,使该处的表面被蚀刻两次,形成不同蚀刻深度的多层次花纹图案。